Общие сведения и термической и термохимичесой обработке сталей.
Цветные металлы и сплавы. Классификация. Свойства. Область применения
Цветные металлы:
Медь - мягкий и пластичный металл розово-красного цвета. Температура плавления1083°С. Медь отличается плохими литейными свойствами, так как при нагревании растворяет в себе газы и делается пористой. Во влажном воздухе медь покрывается зеленым налетом углекислых солей. Чистую медь используют в качестве проводников
Алюминий - самый распространенный в природе металл. В земной коре содержится 8,80%, входит в состав глин, полевых шпатов, слюд. Добывается из боксита который содержит 28-60% глинозема – оксида алюминия Al2O3 электролизом расплава оксида. В чистом виде получен в 1825г. (датский физик Эрстед). Легкий серебристый металл, хорошо проводит тепло и электрический ток.
Цинк - блестящий серебристый металл с голубоватым оттенком. Плавится при 906°.
Руды: цинковая обманка ZnS (сфалерит), смитсонит (ZnCO3), цинкит (ZnO). Используется как составляющая сплавов, для электрохимической защиты черных металлов от коррозии. Электрод в гальванических элементах.
Олово - Пластичный серебристо-белый металл плавится при 232°С.Добывается из касситерита SnO2 , станнина Cu2FeSnS4. Используется в сплавах и припоях. Оловянная чума.
Никель - серебристо-белый металл хорошо поддается ковке, полируется (никелированные покрытия), притягивается магнитом. Главные минералы: никелин (купферникель) NiAs, миллерит NiS, пентландит (Ni, Fe)9S, герсфордит (никелевый блеск) NiAsS. Используется также в магнитных сплавах.
Бронзами называют сплавы меди с различными элементами за исключением цинка, никеля (называются мельхиорами), марганца (они называются манганинами). Бывают оловянистые, алюминиевые, марганцевые. Свое название тот или иной сплав получил от основного элемента, который сплавляется с медью. Оловянистые бронзы из-за дефицитности олова применяют редко. Наибольшее распространение в промышленности получили безоловянистые бронзы. Бронзу используют в деталях машин, которые получают в основном путем литья в формы. Бронзы обладают хорошей жидкотекучестью, малой линейной усадкой, высокой коррозионной стойкостью. Обозначают Бр далее буквы добавок и содержание добавок в процентах.
Латуни представляют собой сплавы меди с цинком, в которых могут присутствовать также свинец, олово и другие элементы. Характерным свойством латуней является их высокая стойкость против воздействия пресной и морской воды и пара. Латуни поддаются ковке, прессованию, штамповке и протяжке в холодном и горячем состоянии. Для изготовления техники применяют латуни с содержанием 10...42 % цинка. Латуни, содержащие до 22 % цинка, называются томпаком, обладают высокой пластичностью и мягкостью, плохо обрабатываются резанием используются в качестве покрытий. Латуни с низким содержанием цинка отличаются большой мягкостью и вязкостью, плохо обрабатываются резцом. При большом содержании цинка (до 42%) увеличивается предел прочности латуни и улучшается обрабатываемость ее резанием. Присадка в латунь свинца улучшает обрабатываемость, а добавка никеля и марганца увеличивает сопротивление коррозии. Латуни маркируют буквой Л, за которой следуют цифры, показывающие среднее содержание меди в процентах. Если в латунь введен другой элемент, кроме меди и цинка, то в марку входят буква, обозначающая название элемента, и цифры, показывающие среднее его содержание. после через тире содержание добавок в процентах. Добавки обозначаются русскими буквами О – олово, Ц – цинк, С – свинец, Ж – железо, Мц – марганец, Н – никель, К – кремний, А – алюминий.
Алюминиевые сплавы отличаются высокими механическими и технологическими свойствами. Главными компонентами алюминиевых сплавов являются медь, магний, кремний, цинк и марганец.
К улучшающим добавкам относятся железо, никель, титан, кобальт, бериллий, хром, натрий. Алюминиевые сплавы подразделяются на два основных вида: литейные (силумины) и деформируемые ( дюралюминий).
Антифрикционные (подшипниковые) сплавы — это материалы, которые применяют в качестве вкладышей подшипников трения. Они должны иметь низкий коэффициент трения; неоднородную структуру, способствующую задержанию смазки, прочность на сжатие и истирание; пластичность, достаточную для хорошей прирабатываемости трущихся поверхностей, и одновременно необходимую твердость, не вызывающую сильного истирания, но достаточную, чтобы не вызвать деформирования подшипника. Наилучшими антифрикционными сплавами являются баббиты — сплавы на оловянной или свинцовой основе, которые применяют для заливки подшипников и их вкладышей.
Силумины -сплавы алюминия с кремнием и другими присадками, обладают низкой пластичностью. Благодаря хорошей жидкотекучести и малой усадке силумины используют для изготовления деталей путем фасованного литья в земляные формы или кокили.
Дюралюминий представляет собой сплав алюминия с медью при добавлении присадок. Сплавы этой группы поддаются ковке штамповке, прокатке, прессованию.
Максимальную прочность дюралюмины приобретают после закалки при температуре 490...500°С и естественного старения в течение нескольких дней при комнатной температуре. Для повышения коррозионной стойкости дюралюмины покрывают слоем алюминия. Дюралюмины обозначают буквой Д, после которой ставят условный номер сплава: Д1, Д6, Д16.
Авиаль уступают дуралюминам по прочности, но обладают лучшей пластичностью в холодном и горячем состоянии, хорошо свариваются и сопротивляются коррозии. Авиаль обладает высоким пределом выносливости. Упрочняющей фазой в авиале является соединение MgSi.